​鈦合金高精度大批量墊片（piàn）的車削工藝

　隨著科學技（jì）術的發展以及產品可靠性（xìng）要求的不斷（duàn）提高，產品（pǐn）裝（zhuāng）配調試需求鈦合金墊片也越來越多。這類環形片狀（zhuàng）墊（diàn）片（piàn）的結構雖然簡（jiǎn）單，其（qí）厚度在（zài）0.7～0.4mm之間，其表麵質量和幾何形狀精度要求較高，由於其自身（shēn）剛性差以及鈦合金材料的難加工性，使得墊片的加（jiā）工精度很難保證。本文通過對鈦（tài）合金墊片的（de）車削過程（chéng）控製，並在實（shí）踐證明該車削工藝有效地解決了鈦合金高精（jīng）度大批量墊片質量控製問題。

1.車削墊片的（de）工（gōng）藝（yì）分析

　　材料為鈦合金，用通常的卡（kǎ）盤夾緊車削的加工方法是無法保證零件的精度要求。此零件為環形薄片零件，加工難度有三點：一（yī）是如何（hé）解決鈦合金材料的刀具問（wèn）題；二是如何保證零件的加工（gōng）尺寸精（jīng）度及（jí）形位公差；三是如何保證大批量生產。

2.目前車削鈦合金墊片（piàn）存在問題：

　　（1）鈦合金屬於難加材料，使用普通（tōng）刀具（jù）車削鈦合金（jīn）材料，刀具磨（mó）損快，表麵粗（cū）糙度差（chà），精度（dù）無法保證。

　　（2）在切削力的擠壓作用（yòng）下導致零件變形，特別是背向力的作用（yòng）使墊片受到擠（jǐ）壓作用使其變形，直接影響墊片的尺寸精度及形位公差（chà）。

　　（3）墊片剛性差，壁超薄，強度低，在切削過程中容易產生振動使其變（biàn）形。由於每次車削時，其內部應力的釋放使其彎曲、扭曲變形。

　　（4）裝夾方式（shì）及夾緊力變形。由於墊片壁超薄（báo），如果采用（yòng）徑向夾（jiá）緊，受徑向力的作用使零件產生彈（dàn）性（xìng）變形。

　　（5）切削熱變形。由（yóu）於墊片材料為鈦合金，其強度高不（bú）易車削，切削熱集（jí）中於刀尖部位，刀具高溫硬度、強度受到影響，刀尖磨（mó）損加劇，熱量集（jí）中（zhōng）使墊片變（biàn）形（xíng），特別是在車削端麵（miàn）時，超薄墊片片零件因單麵（miàn）受熱，在左右端麵間形成溫差而變形，造成的幾何形狀誤差非常明（míng）顯，從而影響零件的加工精度。

　　（6）切削用量引起的（de）變形。合理選擇切（qiē）削（xuē）用量能夠有效的減小切削力，從而減小零件變形。

　　（7）鈦合金原材料均采用鈦棒（bàng）加工，目前墊片的製造方法是采用高精度（dù）數控線切割設備，使用（yòng）“慢走絲”加工，這（zhè）種加工方法（fǎ）的缺點是製造周期長，生產效率（lǜ）低，製造成本高，滿足不了批量生產需求。

3.解決（jué）措施

　　（1）針（zhēn）對鈦合金難（nán）材料，進行了大量的試驗及總結：①刀具材料的選擇（zé）。應盡可能采用硬質合金刀具，並應選用與鈦合金親（qīn）和力較小的YG類硬（yìng）質合金。如為斷續切（qiē）削（xuē）或（huò）有衝擊時（shí），也可（kě）采用高速鋼刀具(如W2Mo9Cr4VCo8等)，或采用超細顆粒的硬質合金（如YG10H、YG8W等）。②合理選擇刀具幾何參數。刀具的磨損，刀鈍會使零件主切削抗力增大，造成墊片變形，刀（dāo）具切削刃太鋒利雖然有利於切削，但刀具強度較低，刀具易於磨損，反而使切削力增大，同樣使零件變（biàn）形，通過反複加工實踐，在精加工時，前角取γ0=15°～20°，後角取α0=8°～12°。③切削用量的選擇。選（xuǎn）用較低的切削速度及較大的進給量和（hé）切（qiē）削深（shēn）度（dù）。用（yòng）硬質合金車刀車削時（shí），可取s=0.1～0.3mm/r；粗加（jiā）工時切（qiē）削深（shēn）度一定要（yào）大於氧化皮的深度。

　　（2）選擇合理的裝夾（jiá）方（fāng）式，采用（yòng）軸向壓緊（jǐn），減小工件的幾何形狀誤差，夾緊（jǐn）力不宜過大，以免（miǎn）工件變形（xíng）。

　　（3）細化加工工序，減小墊片變形。墊（diàn）片加工過程分段進行，粗、精加工（gōng）分開進行（háng），避免工序集中，消除精加工時切（qiē）削力較大（dà）引起的變形，粗車後（hòu）零件通過（guò）熱處理時效消除（chú）殘餘應力，減小零件的應力變形。

　　（4）合理選擇（zé）切削參數。合理選擇切削（xuē）參數，在有效（xiào）保證零件加工精度（dù）的情況下，提高加工效率。根據經驗及加工實踐，精加工時切削速度V=50m/min,進給量f=0.06～0.1mm/r,零（líng）件越薄進給量（liàng）要越小（xiǎo），背吃刀量ap=0.05～0.1mm.

　　（5）選擇切削（xuē）液，采用濕（shī）加工降低切削區溫度，提高表麵質量，延長刀具壽命。一般應選用極壓（yā）乳化液來冷卻，流量（liàng）應充足。充分使用切削液進行冷卻，防止零件熱變形，防止由於熱（rè）量集中。

　　（6）設計合理的夾具，控製墊片的變形和（hé）滿（mǎn）足批量（liàng）生產需（xū）求。根據墊片的結構和需要，盡力滿足墊片的加工精度，設計了簡易夾具。

4.工（gōng）藝方案

　　墊片加工工藝流程：下料→粗加工→熱處理（時效）→精加工。

　　（1）下料。

　　（2）粗車削加（jiā）工。

　　（3）鉗工鑽孔3xφ4mm孔（多件加工）。

　　（4）熱處理時效。

　　（5）使用軟爪夾持外圓φ52mm車削，保證形位公差要求，平麵（miàn）度0.01mm，垂直度0.015mm，內孔φ20H9,倒銳角毛刺。

5.結語

　　通過運用以上車削（xuē）過程控製，有效地（dì）防（fáng）止了（le）墊（diàn）片在車削過程中的變形量，使零件尺寸精度及形位公差要（yào）求得到保證，加工質量穩定，並且（qiě）提高了生（shēng）產效率，降低了製造成本。鈦合金高精度大批量墊片車削工藝實用性強，具有較強的推廣作用。